شاتکریت فضاهای زیرزمینی

در شاتکریت فضاهای زیرزمینی موارد زیر مد نظر است:

  • نگهداری زمین (موقت، دائمی،تعمیراتی،مکمل) تقریبا در کلیه سازه های زیرزمینی

  • پوشش حفاظتی برای سطوح حفاری شده آسیب پذیر در مقابل هوا، برای سیستمهای نگهداری چوبی یا فلزی، مهاری

  • آب بندی و کنترل نشت آب در مواردی که فشار و شدت جریان آب کم باشد

  • کاربرد روشهای ویژه تونل سازی

طراحی تحلیلی شاتکریت فضاهای زیرزمینی

روش های تحلیل

الف – روش دیر1969

ضخامت شاتکریت فضاهای زیرزمینی را بر مبنای نیروی محوری لازم برای مقابله با فشار سنگ به صورت استوانه ای جدار نازک می توان محاسبه کرد . در این روش شاتکریت، ضخامت لازم از فرمول زیر به دست می آید:

فرمول

t=p*r/σall

t : ضخامت شاتکریت (سانتیمتر)
p : فشار یکنواخت موثر بر تونل (کیلوگرم بر سانتیمتر مربع)
r : شعاع تونل (سانتیمتر)
σall: تنش مجاز شاتکریت (کیلوگرم بر سانتیمتر مربع)

ب- روش هور

هور در سال 1974 روش دیگری را برای محاسبه ضخامت شاتکریت بر مبنای طراحی سازه های بتونی با استفاده از مقاومت نهایی پیشنهاد کرد . این روش برای مواردی که ضخامت پوشش شاتکریت بیش از 15 سانتیمتر باشد قابل کاربرد است.
نیروی محوری شاتکریت از رابطه زیر محاسبه می شود:

فرمول

T=p*r

p : میانگین فشار شعاعی که به وسیله تکیه گاه تحمل می شود(کیلوگرم بر سانتیمتر مربع)
r :  شعاع انحنایی تونل (سانتیمتر )

شاتکریت فضاهای زیرزمینی

کاهش پرت، افزایش کیفیت

یکی از دلایل کیفیت ضعیف شاتکریت و افزایش هزینه لاینینگ، حجم پرت ایجاد شده در جریان پاشش است. این مسئله خصوصاً در پروسه مخلوط خشک شاتکریت که کارگر نسبت آب به سیمان را کنترل می کند.

همچنین او مسئول ترکیب موثر مخلوط بین شاتکریت و سطح کار است، آشکار می باشد. در اینجا نقش عواملی که در کاهش پرت و افزایش کیفیت موثر می باشند نشان داده می شود.

میزان پرت

میزان پرت به چهار فاکتور اصلی تقسیم می شود:
1. زاویه افشانه نسبت به سطح کار
2. میزان زودگیر
3. فاصله افشانه تا سطح کار
4. سطح کار

افشانه

در تونل مهمترین عامل موثر در پرت، زاویه افشانه به سطح کار است. افشانه به منظور بهینه کردن چسبندگی و جهت یابی فیبرهای فولادی، همیشه باید در زاویه قائمه ( 90 درجه) نسبت به سطح کار قرار گیرد.

مگر در مواقعی که پوشش های فولادی مثل آرک های فلزی و فریم های لتیس در تونل لازم باشد.

هنگام پاشش دستی همیشه زاویه پاشش قائم توسط کارگر افشانه رعایت نمی شود. طوری که تمامی مصالح پرت، تمایل برگشت به عقب را دارند. اگر زاویه پاشش کمتر از 70 درجه باشد موجب افزایش پرت و چسبندگی ضعیف تر شاتکریت می شود. این امر مقاومت پایین و دوام ضعیف تر بتن را اجتناب ناپذیر می کند.

فاصله افشانه

با پیشرفت های اخیر در مخلوط تر و شاتکریت پاشی ماشینی روبوتیک، این مشکل برطرف شده است. فاصله بین افشانه و سطح کار باید بین 1 تا 2 متر باشد. اگر افشانه نزدیک تر از این فاصله باشد، بتن پاشیده از سطح کار جدا خواهد شد.

اگر فاصله افشانه کاهش یابد، مقدار خروجی باید کمتر شده و افشانه سریع تر حرکت کند.

همچنین اگر فاصله افشانه از 3 متر بیشتر شود، انرژی چسبندگی بین عناصر شاتکریت بسیار کاهش یافته و نتیجه آن پرت بیشتر، چسبندگی ضعیف تر و مقاومت های کمتر خواهد بود.

در انجام دستی، تمایل به کاهش هوای خروجی برای حفظ فاصله صحیح افشانه نسبت به سطح کار وجود دارد که این عمل اثرات زیان آوری بر کیفیت شاتکریت دارد.

زودگیر

میزان زودگیر هم می تواند بر درجه پرت تاثیر داشته باشد. زودگیر به مقدار خیلی کم، گیرش و مقاومت کافی ایجاد نخواهد کرد. طوری که شاتکریت تازه پاشیده شده ممکن است،در مرحله بعدی توسط شاتکریت لایه ثانویه در حالی که هنوز نرمی خود را حفظ کرده، جدا شود.

به این ترتیب این فقط مربوط به پرت نبوده و باید از ایجاد آن اجتناب کرد. برعکس اگر میزان زودگیر خیلی زیاد باشد.برای مثال بالای 10 درصد، گیرش فوری یک سطح سخت را بوجود می آورد که باعث پرت شدگی دانه بندی های بزرگ و ممانعت از تراکم و چسبندگی کامل می گردد.

در نتیجه مقاومت و دوام کمتری را برای لایه شاتکریت به همراه خواهد داشت. برای اجرا در مقاطع تاج تونل ها، یک تعادل بین میزان زودگیر و پرت لازم است تا بدون لطمه زدن به خواص مورد نیاز لاینینگ شاتکریت سفت شده، ایجاد گردد.

عوامل بیشتری که می توانند بر میزان پرت و کیفیت شاتکریت تاثیر بگذارند، به شرح زیر است:

تیران تونل بیستون

اجرای شاتکریت فضاهای زیرزمینی